Cтраница 3
Это объясняется тем, что логике микроуправления необходимы адрес используемого регистра общего назначения, код операции и поле режима адресации, которые определяются макрокомандой. Без этого регистра всякий раз, когда регистровый файл или логика микроуправления обращается к адресу регистра, коду операции или полю режима адресации, ЦПЭ должен загрузить макрокоманду в аккумулятор, а затем вывести ее. При выполнении макрокоманды такое действие может выполняться несколько раз. С внешним IR производительность значительно увеличивается. [31]
Микроконтроллеры семейства PIC16CXXX, выполненные по технологии HCMOS представляют собой 8-разрядные микроконтроллеры на основе RISC-процессора, выполненные по гарвардской архитектуре. Память данных Р1С - контроллеров организована в виде регистрового файла объемом 32 - 128 байт, в котором от 7 до 16 регистров отведено для управления системой и обмена данными с внешними устройствами. [32]
Именно современная техника компиляции позволяет эффективно использовать преимущества большого регистрового файла, конвейерной организации и большей скорости выполнения команд. Современные компиляторы используют также преимущества другой оптимизационной техники для повышения производительности, обычно применяемой в процессорах RISC: реализацию задержанных переходов и суперскалярной обработки, позволяющей в один и тот же момент времени выдавать на выполнение несколько команд. [33]
Набор команд МП Z80000 позволяет этому МП выполнять программы, написанные для МП Z80000, если в них не использованы привилегированные команды, кодирование адресных и управляющих полей. Многие из резервных кодов этих полей были применены для расширения регистрового файла, диапазона адресации и функциональных возможностей команд. [34]
Этот процессор относится к разряду суперскалярных / ДОС-процессоров. Основные его особенности связаны с использованием принципов суперскалярной обработки, двух восьмипортовых регистровых файлов, десяти независимых исполнительных устройств, больших по объему внутренних кэшей и широких магистралей данных. [35]
Регистровый файл не входит в состав СБИС АЛУ, а оформлен конструктивно в виде отдельной ИС Ат29334; при этом достигается большее быстродействие регистров за счет повышения энергетического обеспечения самостоятельно оформленного блока. Такая организация позволяет, кроме того, использовать в системе более одного регистрового файла. Второй файл может, например, выполнять функции почтового ящика, при передаче данных между процессорами. Структурно Ат29334 представляет собой шестьдесят четыре 18-разряд ных регистра, каждый байт которых снабжен битом контроля четности. Таким образом, для работы с 32-разрядной системной шиной необходимы две ИС этого типа. Все входящие в файл регистры идентичны, а для чтения и записи данных имеется по два порта. Организация управления записью позволяет производить запись в регистр либо каждого байта отдельно, либо обоих байтов одновременно. [36]
Чтобы выбрать любой из этих источников для ввода в ЦПЭ, I-шина специализируется на регистровый файл, а остальные входы должны распределять М - шину с помощью логики мультиплексирования. Четырехвходовым мультиплексором управляют биты 20 и 19 микрокоманд. [37]
С программной точки зрения PIC-контроллер представляет собой 8-разрядный RISC-процессор с гарвардской архитектурой. Поддерживаются непосредственный, косвенный и относительный методы адресации, можно эффективно управлять отдельными битами в пределах всего регистрового файла. Его максимальная глубина составляет два или восемь уровней в зависимости от типа контроллера. Почти во всех микросхемах PIC есть система прерываний, источниками которых могут быть таймер и внешние сигналы. Система команд практически симметрична и, как следствие, легка в освоении. [38]
Микропрограммируемый ЦП состоит из трех основных логических модулей: модуль управляющей памяти, модуль логики микроуправления и модуль тракта данных. Связи между ними показаны на рис. 10.2. Модуль тракта данных содержит PC, PSW, IR, MAR, MDR, регистровый файл и логику для выполнения базовых арифметических и логических операций. Этот модуль управляется микроподпрограммами, хранимыми в управляющей памяти. [39]
Она придерживается наиболее важных отличительных особенностей RISC: фиксированной длины команд, архитектуры регистр-регистр, простых способов адресации, простых ( не требующих интерпретации) команд, большого регистрового файла и трехоперандного ( неразрушительного) формата команд. [40]
Если предположить, что все три переменные находятся достаточно высоко в стеке, настолько высоко, что все они содержатся в регистровом файле, то для выполнения этой последовательности команд вообще не требуются обращения к памяти. Сходным образом команда ILOAD 1 производит копирование из регистра в регистр. Команда IADD складывает два регистра, а команда ISTORE копирует значение регистра в регистровый файл. [41]
![]() |
Распределение команд JVM по группам для свертывания Группа Описание Пример. [42] |
В табл. 4.15 приведены некоторые типичные последовательности команд JVM, которые можно свернуть. Когда в блоке декодирования оказывается одна из таких последовательностей, он замещает обычное разбиение команд на одну микрооперацию, которая выполняет работу всей этой последовательности за один цикл. Например, он превращает последовательность из четырех команд в одну трех-регистровую микрооперацию ADD, как мы видели на рис. 4.38. Процесс свертывания происходит только тогда, когда требуемые локальные переменные находятся достаточно близко от вершины стека, то есть содержатся в регистровом файле. [43]
ЭСЛ-схемы обеспечивают исключительно высокое быстродействие, но потребляют значительную энергию, и при проектировании приходится учитывать влияние шумов и временные соотношения. ЦПЭ выпускается в корпусе QIP с 48 контактами, потребляет 1 3 Вт и имеет цикл 55 не. Он реализует операции двоичной и BCD-арифметики и логические операции. ЦПЭ не имеет внутреннего регистрового файла, и его приходится вводить с помощью внешних схем. [44]
ЦПЭ 3002 дополняет 3001 и является вторым базовым устройством в семействе. БИС 3001 представляет собой 40-контактный секвенсер, а БИС 3002 - 28-контактный ЦПЭ, предназначенный для проектирования разнообразных модулей трактов данных. Оба производятся по технологии ТТЛШ. ЦПЭ представляет собой 2-битный квант регистрового файла и АЛУ, является основным элементом модуля тракта данных, и для реализации 16-битного ЦП необходимо включить восемь ЦПЭ. [45]